Homematic DIY-Sensor: Batterielaufzeit verlängern (LDO und LED entfernen)
Eine weitere kleine Ergänzung, für das DIY-Sensor-Projekt von Homematic, die ich Euch natürlich nicht vorenthalten will, ist der Umbau vom Arduino für eine längere Laufzeit der verbauten Batterien. Das Arduino-Modul, welches wir für das Projekt verwenden, ist in der „out of the Box“ nicht unbedingt gut geeignet für den Betrieb an einer Batterie. Das liegt zum einen an der grünen Status-LED und zum anderen an dem verbauten Spannungsregler (LDO).
Beide Bauteile verbrauchen auch dann Strom, wenn der Arduino im Ruhemodus ist. Daher zeige ich Euch heute, wie Ihr die Laufzeit vom DIY-Sensor verlängern könnt. Mit diesem einfachen Trick ist es möglich den Sensor ca. 2 Jahre mit 2x AA-Batterien zu betreiben.
Hier die kurze Anleitung, wie Ihr das Arduino-Board „tunen“ könnt. Es müssen zwei Bauteile von dem Board entfernt werden.
Im ersten Schritt entfernen wir die grüne Status-LED, die uns signalisiert, dass der Arduino Spannung hat. Diese LED ist beim Netzbetrieb nützlich, da man so sofort erkennen kann, das Gerät Spannung hat – da wir den Arduino aber per AA-Zellen betreiben wollen, ist diese LED eher kontraproduktiv und verkürzt die Laufzeit der Batterien sehr stark. Daher muss diese LED entfernt werden.
Ihr könnt dies entweder mit einem spitzen Gegenstand machen oder aber mit einem Lötkolben. Dabei solltet Ihr aber vorsichtig vorgehen, da sonst benachtbarte Leiterbahnen zerstört werden können.
Nachdem nun die LED entfernt worden ist, muss das zweite Bauteil dran glauben ;-) Nun entfernen wir den Spannungsregler (LDO). Dieses Bauteil erkennt Ihr an den 5 Beinchen, die links neben der zuvor entfernten LED liegen. Auch hier müssen wir wieder sehr vorsichtig vorgehen, um keine anderen bauteile zu beschädigen oder Konatkte auf der Leiterbahn zu verletzen.
https://technikkram.net/wp-content/uploads/2019/05/technikkram_transparent.png00Sebastianhttps://technikkram.net/wp-content/uploads/2019/05/technikkram_transparent.pngSebastian2018-07-06 21:31:042018-07-06 21:31:04Homematic DIY-Sensor: Batterielaufzeit verlängern (LDO und LED entfernen)
10Kommentare
anderl sagte:
Ich habe im Fruhsommer 12 Thermo-/Hydrometer-Selbstbau-Sensoren auf Arduino-Bais zusammen gelötet. Ich hab bei allen sowohl die grüne Status-LED als auch den LDO entfernt. Zusätzlich habe ich bei allen Arduinos die BOD (Brown Out Detection) deaktiviert.
10 meiner 12 Sensoren laufen seither seit mindestens 3 Monaten mit dem gleichen Batterie-Satz.
Bei den anderen beiden Sensoren muss dagegen alle 40-45 Tage die Batterien wechseln. Hat hier noch jemand einen Tipp, woran es liegen kann?
Erst mal vielen Dank für Euren Blog mit den sehr interessanten und verständlichen Artikeln.
Zu diesem Beitrag hätte ich 2 Fragen:
1. Wenn der Spannungsregler entfernt wird, in welchem genauen Spannungsbereich sollte dann gearbeitet werden?
2. Könnte (bei entfernten Spannungsreglers) statt der 2 AA-Batterien auch ein Li-Ionen-Akku verwendet werden?
Meine Batterien (keine Markenware) waren schon nach 10 Tagen leer gesaugt. Darum habe ich jetzt die beiden Bauteile (Spannungsregler u. LED) vom Board entlötet. Das hat besser funktioniert als gedacht, so oft habe ich keinen Lötkolben in der Hand. Bin mal jetzt gespannt, wie lange die Batterien jetzt durchhalten.
Der Sensor funktioniert ansonst super!
Hallo Sebastian,
danke für diesen tollen Tipp.
Mit einer Hot Air geht so etwas am besten. Okay hat nicht jeder, aber mittlerweile sind diese Geräte auch nicht mehr so teuer.
Statt Schraubendreher nehme ich dann doch lieber die Pinzette.
Auch bei der Methode vom Alex würde ich sicherheitshalber eine Pinzette zum entfernen der Bauteile nehmen .
Sebastian, hast du mal die Stromaufnahme gemessen. So vorher nachher.
Wäre mal interessant zu wissen.
Rein nach Schaltplan hängt die LED hinter einem 330 Ohm Widerstand. Bei 3.3V zieht sie damit dauerhaft ca. 3.6mA. D.h. alleine die LED würde zwei AA Batterien in ca. 23 Tagen komplett leer saugen.
Beim LDO ist es etwas schwieriger zu beziffern, weil da immer wieder unterschiedliche Bauteile eingesetzt werden, aber grob kann man von bis zu 20uA ausgehen, der ist also nicht ganz so schlimm, aber es ist halt doch überflüssiger Stromverbrauch.
Zu „meiner“ Lötmethode: Um das Mißverständnisse auszuräumen: Ich benutze da nur den Lötkolben und kein weitere Werkzeug. Das zu entfernende Bauteil wird komplett in Lötzinn „eingepackt“ und bleibt dann am Lötkolben hängen. Geht natürlich nur mit kleinen Sachen und zerstört das Bauteil, aber ist extrem schnell und wenn man jetzt nicht grade mit 400°C draufbrezelt, ist es auch noch verhältnismäßig stressfrei die Platinen (zumindest stressfreier als der Schraubenzieher oder das pinweise Entlöten durch einen ungeübten Löter)
Hotair oder SMD Entlötpinzette sind natürlich klar besser, aber ich vermute, dass die meisten das nicht zu Hause haben. Und diejenigen, die es haben, werden ein solches Tutorial wie hier nicht brauchen. ;-)
Eine gute Methode die beiden Bauteile zu entfernen ist auch diese mit viel Lötzinn einfach von der Platine runter zu schieben, ggf. muss man das überflüssige Lötzinn dann noch mit Entlötlitze entfernen. (Das Bauteil ist danach natürlich kaputt)
Rein mechanisch kann man schnell auch mal etwas von den Leiterbahnen runterreißen.
Ich habe im Fruhsommer 12 Thermo-/Hydrometer-Selbstbau-Sensoren auf Arduino-Bais zusammen gelötet. Ich hab bei allen sowohl die grüne Status-LED als auch den LDO entfernt. Zusätzlich habe ich bei allen Arduinos die BOD (Brown Out Detection) deaktiviert.
10 meiner 12 Sensoren laufen seither seit mindestens 3 Monaten mit dem gleichen Batterie-Satz.
Bei den anderen beiden Sensoren muss dagegen alle 40-45 Tage die Batterien wechseln. Hat hier noch jemand einen Tipp, woran es liegen kann?
Erst mal vielen Dank für Euren Blog mit den sehr interessanten und verständlichen Artikeln.
Zu diesem Beitrag hätte ich 2 Fragen:
1. Wenn der Spannungsregler entfernt wird, in welchem genauen Spannungsbereich sollte dann gearbeitet werden?
2. Könnte (bei entfernten Spannungsreglers) statt der 2 AA-Batterien auch ein Li-Ionen-Akku verwendet werden?
Viele Grüße
Mark
Schönes Projekt und schöner Beitrag! Wäre es auch möglich die HW um weitere Sensoren zu erweitern: PIR, Helligkeit oder ähnliches?
Meine Batterien (keine Markenware) waren schon nach 10 Tagen leer gesaugt. Darum habe ich jetzt die beiden Bauteile (Spannungsregler u. LED) vom Board entlötet. Das hat besser funktioniert als gedacht, so oft habe ich keinen Lötkolben in der Hand. Bin mal jetzt gespannt, wie lange die Batterien jetzt durchhalten.
Der Sensor funktioniert ansonst super!
Hallo Sebastian,
danke für diesen tollen Tipp.
Mit einer Hot Air geht so etwas am besten. Okay hat nicht jeder, aber mittlerweile sind diese Geräte auch nicht mehr so teuer.
Statt Schraubendreher nehme ich dann doch lieber die Pinzette.
Auch bei der Methode vom Alex würde ich sicherheitshalber eine Pinzette zum entfernen der Bauteile nehmen .
Sebastian, hast du mal die Stromaufnahme gemessen. So vorher nachher.
Wäre mal interessant zu wissen.
Rein nach Schaltplan hängt die LED hinter einem 330 Ohm Widerstand. Bei 3.3V zieht sie damit dauerhaft ca. 3.6mA. D.h. alleine die LED würde zwei AA Batterien in ca. 23 Tagen komplett leer saugen.
Beim LDO ist es etwas schwieriger zu beziffern, weil da immer wieder unterschiedliche Bauteile eingesetzt werden, aber grob kann man von bis zu 20uA ausgehen, der ist also nicht ganz so schlimm, aber es ist halt doch überflüssiger Stromverbrauch.
Zu „meiner“ Lötmethode: Um das Mißverständnisse auszuräumen: Ich benutze da nur den Lötkolben und kein weitere Werkzeug. Das zu entfernende Bauteil wird komplett in Lötzinn „eingepackt“ und bleibt dann am Lötkolben hängen. Geht natürlich nur mit kleinen Sachen und zerstört das Bauteil, aber ist extrem schnell und wenn man jetzt nicht grade mit 400°C draufbrezelt, ist es auch noch verhältnismäßig stressfrei die Platinen (zumindest stressfreier als der Schraubenzieher oder das pinweise Entlöten durch einen ungeübten Löter)
Hotair oder SMD Entlötpinzette sind natürlich klar besser, aber ich vermute, dass die meisten das nicht zu Hause haben. Und diejenigen, die es haben, werden ein solches Tutorial wie hier nicht brauchen. ;-)
Viele Grüße
Alex
Was ist bitte eine SMD-EntlötPinzette? Bitte um Erläuterung/Link
Erster Treffer bei Google: https://www.reichelt.de/entloetkolben-40-w-smd-tweezer-smd-p87411.html?PROVID=2788&gclid=EAIaIQobChMIpvn4pOSg4wIVQ-N3Ch2UYAWrEAQYBCABEgLz3fD_BwE&&r=1
Gibt es aber auch deutlich professioneller (und teurer), aber aus dem Bild dürfte das Prinzip klar werden.
Eine gute Methode die beiden Bauteile zu entfernen ist auch diese mit viel Lötzinn einfach von der Platine runter zu schieben, ggf. muss man das überflüssige Lötzinn dann noch mit Entlötlitze entfernen. (Das Bauteil ist danach natürlich kaputt)
Rein mechanisch kann man schnell auch mal etwas von den Leiterbahnen runterreißen.
Viele Grüße
Alex
…guter Hinweis Alex! Ich erhitze die Bauteile vorher mit einer feinen Spitze und heben die Bauteile dann vorsichtig mit einem Schraubendreher hoch.